【正文】 在727℃%。鐵素體的顯微結(jié)構(gòu)為多邊形晶粒。性能：力學(xué)性能特點是塑性、韌性好，而強度、硬度低。高溫鐵素體（δ）奧氏體（Austenite）：是碳溶于γFe中的間隙固溶體，呈面心立方晶格。碳在γFe中的溶解度要比在αFe中大，在727℃%，在1148℃時溶解度最大，%。奧氏體是一種高溫組織，穩(wěn)定存在的溫度范圍為727~1394℃，顯微組織為多邊形晶粒。滲碳體（中間相尺寸因素化合物間隙化合物）：當(dāng)鐵碳合金中碳含量超過它在鐵中溶解度限度時，多余的碳主要和鐵形成的一種具有復(fù)雜晶格的金屬化合物 Fe3C。它的碳質(zhì)量分數(shù)WC=%。萊氏體（組織）：Ld 是鐵碳合金冷卻到1148℃時共晶轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物，是介穩(wěn)相。由奧氏體和滲碳體組成的機械混合物。存在1148℃~727℃之間的萊氏體稱為高溫萊氏體，用“Ld”表示，存在于727℃以下的萊氏體稱為變態(tài)萊氏體或低溫萊氏體，用“Ldˊ”表示，組織由滲碳體和珠光體組成。性能：與滲碳體相似，硬度很高，塑性極差，幾乎為零。珠光體：是奧氏體冷卻時，在727℃發(fā)生共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物，由鐵素體和滲碳體組成的機械混合物，用符號“P”表示。顯微組織為由鐵素體片和滲碳體片交替排列的片狀組織。性能：力學(xué)性能介于鐵素體和滲碳體之間，強度較高，硬度適中，塑性和韌性較好。重要固態(tài)轉(zhuǎn)變線：GS線：GS線又稱A3線，冷卻 時，γ析出α的開始線，或加熱 時α全部溶入γ的終了線。 ES線：碳在γ中的固溶度曲線 。常稱Acm線。當(dāng)溫度低于此 線，γ將析出Fe3C、即二次滲 碳體Fe3CⅡ， 從液相中經(jīng)CD線 析出一次滲碳體Fe3CⅠ 。PQ線：碳在α中的固溶度曲線。碳在α中的最大固溶度v727℃%，600℃％，300℃％， vα從727℃冷卻下來時，將析出滲碳體，稱為三次滲碳體Fe3CⅢ v770℃線為α的磁性轉(zhuǎn)變溫度．230℃水平線為滲碳體的磁性轉(zhuǎn)變溫度工業(yè)純鐵：ωc%亞共析鋼：%ωc%過共析鋼：%ωc%共析鋼ωc=%鋼的共同點：在高溫下都可以 進入奧氏體單相區(qū)， 所有的亞共析鋼室溫組織都是由鐵素體和珠光體 組成，其差別僅是鐵素體與珠光體的相對量不同， Wc越高，珠光體越多，鐵素體越少。隨著含碳量增加時，滲碳體不僅數(shù)量增加，形態(tài)和分布也發(fā)生 了很大變化。（滲碳體分布在P內(nèi)——網(wǎng)狀分布在γ晶界上—— 形成萊氏體時，滲碳體則成了基體。）含碳量對（普碳鋼）力學(xué)性能的影響硬度Wc增加，硬度增加； n強度WC1%時，WC增加，強度提高， 在晶界上析出的二次滲碳體 一般還未形成連續(xù)網(wǎng)狀。 WC1%時，WC增加，強度降低； n塑性、韌性WC增加，塑性、韌性下降；為了保證工業(yè)用鋼具有足夠 的強度和塑性、韌性，碳素 %。鍛造：鑄造組織經(jīng)過鍛造方法熱加工變形后使原來的粗大枝晶和柱 狀晶粒變?yōu)榫Я］^細、大小均勻的等軸再結(jié)晶組織，使鋼錠 內(nèi)原有的偏析、疏松、氣孔等壓實和焊合，其組織變得更加 緊密，提高了金屬的塑性和力學(xué)性能。 鋼的可鍛性首先與含碳量有關(guān)，低碳鋼的可鍛性較好，隨著 含碳量的增加?？慑懶灾饾u變差。（C%%） v一般要把鋼材加熱到始鍛溫度（固相線以下100~200℃，約 1150~1250℃）下，在奧氏體區(qū)進行鍛造。鐵碳相圖的應(yīng)用塑性、韌性高的材料，選用鐵素體低碳鋼 （Wc%）強度、塑性和韌性等均好的材料，應(yīng)選用組織為鐵 素體和珠光體的中碳鋼（%Wc%）硬度、耐磨性好的材料，應(yīng)選用組織為珠光體或珠 光體和二次滲碳體的高碳鋼（%Wc%）形狀復(fù)雜的及其底座和箱體等零件，可選用熔點低、 流動性號的鑄鐵材料，成分為共晶或接近于共晶。碳鋼：是指碳的質(zhì)量分數(shù)Wc%，并含有少量 硅、錳、磷、硫等雜質(zhì)元素的鐵碳合金。 雜質(zhì)元素的影響：Mn、Si、S、P、O、N、H。三元系：三個組元組成的合金系 F=CP+1=4P獨立變量：溫度T 組元濃度XA、XB （XC=1XAXB） 濃度三角形等邊三角形＋順時針坐標(biāo)1. 濃度△頂點代表純組元A、B、C2. △的邊代表二元合金 AB=BC=CA=100%=邊長3. △內(nèi)任一點都代表一個三元合金1） 過O作A角對邊的平行線 2）求平行線與A坐標(biāo)的截距 得組元A的含量3）同理求組元B、C的含量與某一邊平行的直線含對角組元濃度相等過某一頂點作直線如過B點作直線，任意兩點E、F合金，A、C組元，濃度之比相等 第6章 材料的凝固與氣相沉積凝固：金屬由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程稱為凝固。結(jié)晶：由于凝固后的固態(tài)金屬通常是晶體，也就是說是原子由不規(guī)則排列狀態(tài)（液態(tài)）過渡到規(guī)則排列狀態(tài)（固態(tài)）的過程。結(jié)晶現(xiàn)象：宏觀：過冷現(xiàn)象：實際結(jié)晶溫度低于理論結(jié)晶溫度的現(xiàn)象。結(jié)晶潛熱：溫度保持不變，物質(zhì)從液態(tài)轉(zhuǎn)變到固態(tài)時釋放熱量。微觀：形核長大過冷：熔融金屬冷卻到理論結(jié)晶溫度而沒有發(fā)生凝固的現(xiàn)象。 v過冷度：理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度的差值，即： vΔT=TmT v式中ΔT：過冷度（℃）； vTm：金屬的理論結(jié)晶溫度（℃）； vT0：金屬的實際結(jié)晶溫度（℃）。 v在緩慢冷卻條件下，可把緩慢冷卻曲線水平段所對應(yīng)的溫度看 作是平衡結(jié)晶溫度Tm。過冷度不是恒定值，其大小與金屬的性質(zhì)、純度、 以及冷卻速度有關(guān)，不同金屬的過冷傾向不同。冷卻速度越大，過冷度越大。 v金屬的純度越高，過冷度越大。結(jié)構(gòu)起伏：液態(tài)金屬中存在著原子排列規(guī)則（有序）的小區(qū)域（原子集團），但是不穩(wěn)定，存在原子重新聚集clustering，此起彼伏。能量起伏：造成結(jié)構(gòu)起伏的原因是液態(tài)金屬中存在著能量起伏，能量低的地方形成cluster，遇到能量高峰又散開成無序狀態(tài)。溫度降低，這些近程有序的原子集團（又稱為晶胚 (Embryo)尺寸會增大；當(dāng)具備結(jié)晶條件時，大于一定尺寸 的晶胚就會成為晶核(Nucleus)。晶核的出現(xiàn)就意味著結(jié)晶開始。均勻形核：當(dāng)晶胚的rr*時，則晶胚長大將導(dǎo)致體系自由能的增加，故 這種尺寸的晶胚不穩(wěn)定，難以長大，終熔化而消失。 v當(dāng)晶胚的r=r*時，晶胚的長大使得體系自由能降低，故這種 尺寸的晶胚就會形成穩(wěn)定的晶核。 vr=r*的晶胚為臨界晶核（Criticalnucleus），ΔG大。 ΔT 增大224。r*減小。 v即液體中會有更多的晶胚可以成為晶核，形核的幾率增大。 v?T →0，r*→無窮大， v任何晶胚都不能成為晶核，故凝固不能發(fā)生。ΔG*0，說明形成臨界晶核是需要能量的，故均勻形 核需要： 過冷度結(jié)構(gòu)起伏能量起伏形核率（Nucleation rate）是指在單位時間內(nèi)，單位體積的金屬液體中形成的晶核數(shù)。單位1/(s cm3)均勻形核所需的 過冷度很大，表 明形核難度高。形核率的影響因素過冷度固體雜質(zhì)結(jié)構(gòu)：固態(tài)質(zhì)點與晶核表面能越小，越易形核。固體雜質(zhì)形貌影響例如鑄型中的深孔或裂紋都屬凹界面，故易形核。其他因素攪拌、振動晶體長大：液體原子依附到晶體的表面上，并按照晶面原子排列的要求與晶體表面原子接合起來固液界面的微觀結(jié)構(gòu)必然影響晶體的長大方式。 v固液界面處的溫度低于熔點，有一定的過冷度，是晶體 得以長大的必要條件。過冷度越大，晶體長大率度越快。 v晶體長大的方式和長大速率對金屬的結(jié)晶組織影響很大。光滑界面(Smooth interface)：是指固相表面為基本完整的原 子密排面，固液兩相截然分開，從微觀上看界面是光滑的，但 是從宏觀來看，界面呈鋸齒狀的折線。粗糙界面(Rough interface)：在微觀上高低不平、粗糙，存在 幾個原子厚度的過渡層，但是宏觀上看，界面反而是平直的。當(dāng)α≤2時，曲線在x=，即界面 的平衡結(jié)構(gòu)約有一半的原子被固相原子占據(jù)，而另一 半空著，微觀粗糙界面； v當(dāng)α＞2時，曲線有兩個小值，分別位于x=0和x=1處， 說明界面的平衡結(jié)構(gòu)是只有少數(shù)幾個原子位置被占據(jù)， 或者大部分原子位置都被固相原子占據(jù)，界面基本上 為完整的平面，界面呈光滑界